[发明专利]一种基于复合编码的高效立体相位展开方法有效

专利信息
申请号: 202010982858.8 申请日: 2020-09-18
公开(公告)号: CN112212805B 公开(公告)日: 2022-09-13
发明(设计)人: 尹维;左超;陈钱;冯世杰;孙佳嵩;胡岩;陶天阳 申请(专利权)人: 南京理工大学
主分类号: G01B11/25 分类号: G01B11/25
代理公司: 南京理工大学专利中心 32203 代理人: 岑丹
地址: 210094 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 复合 编码 高效 立体 相位 展开 方法
【权利要求书】:

1.一种基于复合编码的高效立体相位展开方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:通过投影仪投影、双目相机同步采集一组基于复合编码的四步相移条纹图像;

步骤2:通过最小二乘法计算四步相移条纹图像,获得高频的包裹相位图和嵌入的低频的包裹相位图;

步骤3:根据双目相机和投影仪所组成的多视角系统中的几何约束,获得低频的绝对相位,具体过程为:

根据从左相机处获得的嵌入的低频的包裹相位图构建三维的绝对相位空间具体为:

根据绝对相位得到投影仪平面上的水平坐标,具体为:

其中,xP(n,x,y)为投影仪平面上的水平坐标,W为投影仪的横向分辨率;通过系统标定获得相机和投影仪之间的参数,结合投影仪平面上的水平坐标xP(n,x,y)得到在右相机平面上的坐标(xR(n,x,y),yR(n,x,y));

构建关于候选级次的三维匹配代价空间CostOrder(n,x,y),具体如下式:

通过WTA计算得到的相位级次图,具体如下式:

式中,为嵌入的低频的包裹相位图所对应的相位级次图,获得低频的绝对相位图为:

式中,为左相机中嵌入的低频的绝对相位图;

步骤4:通过降级法计算出高频的绝对相位图。

2.根据权利要求1所述的基于复合编码的高效立体相位展开方法,其特征在于,双目相机采集的基于复合编码的四步相移条纹图像分别为:

I1(x,y)=A(x,y)+B(x,y)cos[Φ1(x,y)-Φ2(x,y)]

I2(x,y)=A(x,y)+B(x,y)cos[Φ1(x,y)-Φ2(x,y)+π/2]

I3(x,y)=A(x,y)+B(x,y)cos[Φ1(x,y)+Φ2(x,y)+π]

I4(x,y)=A(x,y)+B(x,y)cos[Φ1(x,y)+Φ2(x,y)+3π/2]

其中,I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),I4(x,y)为对应的四步相移条纹图像光强,(x,y)为相机平面的像素坐标,A(x,y)为背景光强,B(x,y)为条纹的调制度,Φ1(x,y)为待求的高频相位,Φ2(x,y)为嵌入的低频相位。

3.根据权利要求2所述的基于复合编码的高效立体相位展开方法,其特征在于,通过最小二乘法计算四步相移条纹图像,获得高频的包裹相位图和嵌入的低频的包裹相位图,具体为:

式中,φ1(x,y)为高频的包裹相位图,为嵌入的低频的包裹相位图。

4.根据权利要求3所述的基于复合编码的高效立体相位展开方法,其特征在于,通过降级法计算出高频的绝对相位图,具体如下式:

式中,和为左相机中待求的高频相位级次图和高频绝对相位图,f1和f2分别代表高频相位图和低频相位图的频率。

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